计算机组成原理复习重点：CPU优化与流水线计算

"计算机组成原理期末复习" 计算机组成原理是一门深入探讨计算机系统硬件层面的学科，涵盖了数据处理、指令系统、存储系统、输入/输出(I/O)接口、总线结构以及运算器设计等多个核心概念。以下是根据题目内容提炼出的一些关键知识点： 1. **CPU与I/O时间比例关系**： - 在计算机系统中，CPU时间与I/O时间是相互独立的。如果CPU的速度提高，而I/O设备速度不变，那么CPU执行任务的时间会减少，但I/O时间保持不变。例如题目中的第一题，CPU速度提升50%后，CPU执行时间减半，但I/O时间不变，因此总运行时间会相应减少。 2. **流水线技术与吞吐率计算**： - 流水线技术是现代处理器提高性能的重要手段，它将指令执行分解为多个阶段，每个阶段在一个时钟周期内完成。题目中的第二题，提到4级流水线，每秒可执行100/103条指令，因此吞吐率为1.0*109条指令/秒，即主频除以指令执行时间。 3. **程序执行时间的计算**： - 程序执行时间受指令数量和CPI（每条指令所需的时钟周期数）影响。第三题中，优化后虽然指令数减少了，但由于CPI增加，执行时间并不一定减少。通过公式CPI * 指令数 = 时间，可以计算优化后的执行时间。 4. **海明码纠错能力**： - 海明码是一种能检测并纠正单个错误的前向纠错码。题目第四题中，海明码的最小校验位数k满足2k ≥ n + k + 1，对于8位数据，k至少为4，才能确保能纠正一位错误。 5. **IEEE 754浮点数表示**： - IEEE 754是浮点数的标准表示方法，包括单精度和双精度等格式。题目第五题涉及到单精度浮点数，其格式包括符号位、指数位和尾数位。例如，0xC1040000H表示一个负数，指数130对应二进制10000010，尾数为0.01，转换成十进制后得到-8.25。 这些知识点都是计算机组成原理课程中的重点，通常在期末复习时需要特别关注。理解和掌握这些概念对于理解和设计计算机硬件系统至关重要。